傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)需要大量的人力和物力，而隨著我國人口老齡化日趨嚴重，人口紅利即將消失，農(nóng)業(yè)勞動力匱乏問題日益嚴重。另一方面，城市化進程加快，農(nóng)村勞動力向城市流動趨勢明顯，勞動生產(chǎn)率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和資源利用率亟需提高，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)無法適應市場需要。

世界上第一家無人農(nóng)場在2017年誕生于英國，隨后在美國、以色列、挪威、荷蘭等發(fā)達國家發(fā)展起來。我國在2019年以后也開始探索無人農(nóng)場，目前仍處于起步階段。

據(jù)國際咨詢機構 Research and Markets 預測，到2025 年全球智慧農(nóng)業(yè)市值將達到 683.89 億美元。這為技術供應商、農(nóng)業(yè)設備和機械供應商、生產(chǎn)商和其他相關企業(yè)提供了大量機會，也為新技術的發(fā)展提供了廣闊的市場。事實上，近年來，巨頭們瞄準行情，攜高科技紛紛“入農(nóng)”：阿里集團宣布啟動“數(shù)字糧倉”，將投資建設100座數(shù)字產(chǎn)糧基地；華為、京東、騰訊等也紛紛宣布進軍智慧農(nóng)業(yè)；碧桂園宣布進軍高科技現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，打造覆蓋研發(fā)端、生產(chǎn)端到銷售端的全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人、智能裝備制造、5G等新一代信息技術的發(fā)展，機器換人已成為可能，且這一趨勢在不斷加快。以下，35斗將對無人農(nóng)場做概念和技術的梳理，并盤點各個細分領域中的國外公司，以供參考。

21家無人農(nóng)場領域企業(yè)盤點（資料來源：crunshbase，35斗整理）

我們通常所說的無人農(nóng)場（unmanned farm）是指采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、智能裝備與機器人等新一代信息技術，通過對設施、裝備、機械等進行遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)的一種全天候、全過程、全空間的無人化生產(chǎn)作業(yè)模式。

全天候無人化之下，無人農(nóng)場對農(nóng)業(yè)動植物的生長環(huán)境、生長狀態(tài)、各種作業(yè)裝備的工作狀態(tài)進行全天候監(jiān)測，從而根據(jù)監(jiān)測到的信息開展農(nóng)場作業(yè)與管理。全過程無人化是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個工序和環(huán)節(jié)都無需人工參與，由機器自主完成。全空間無人化是指在農(nóng)場的物理空間內(nèi)，無人車、無人船、無人機在不需要人的介入下自主完成移動作業(yè)，并實現(xiàn)固定裝備與移動裝備的無縫對接。

無人農(nóng)場的本質(zhì)是實現(xiàn)機器換人，這是新一代信息技術、智能裝備技術與先進種養(yǎng)殖工藝深度融合的產(chǎn)物，是對農(nóng)業(yè)勞動力的徹底解放，代表著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的最先進水平。

無人農(nóng)場概念框架（資料來源：李道亮、李震，《無人農(nóng)場系統(tǒng)分析與發(fā)展展望》）

那么在無人農(nóng)場領域有什么樣的關鍵技術呢？在這里我們將列舉四項技術，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI和智能裝備與機器人。

物聯(lián)網(wǎng)：5G技術是集無線技術、網(wǎng)絡技術和通信技術為一體的無線傳輸技術，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一條“高速公路”，成為推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的底層驅(qū)動力。

大數(shù)據(jù)：無人農(nóng)場通過智能裝備完成精準作業(yè)，而這又是依靠農(nóng)場海量實時數(shù)據(jù)的分析展開精準作業(yè)。基于大數(shù)據(jù)和云計算的無人農(nóng)場數(shù)據(jù)處理與農(nóng)場進行深度融合，實現(xiàn)了無人農(nóng)場環(huán)境信息、動植物信息、裝備信息等各種數(shù)據(jù)的智能快速獲取、處理、儲存和分析，為精準自主作業(yè)提供了數(shù)據(jù)支撐，從而實現(xiàn)農(nóng)場的無人化精準化管控。

AI：無人農(nóng)場的本質(zhì)是“機器換人”，因此機器必須具有生產(chǎn)者的判斷力、決策力和操作能力。快速發(fā)展的AI技術像是給無人農(nóng)場裝上了“智能大腦”，讓農(nóng)場具備了決策能力。

智能裝備與機器人：智能裝備與機器人是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理及產(chǎn)后的整個過程中所用到設備的統(tǒng)稱。在無人農(nóng)場中的廣泛應用能夠讓農(nóng)民徹底實現(xiàn)足不出戶就能“種好莊稼、種好菜、養(yǎng)好牛、養(yǎng)好魚”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務。

無人農(nóng)場是一個復雜的系統(tǒng)相互協(xié)作構成的，主要由四大系統(tǒng)，即基礎設施系統(tǒng)、作業(yè)裝備系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、管控云平臺構成。

①  基礎設施系統(tǒng)

無人農(nóng)場基礎設施系統(tǒng)通常包括廠房、道路、水、電、倉庫、車庫、通信節(jié)點和傳感器安裝節(jié)點等基礎條件，是無人農(nóng)場的基礎物理構架，為農(nóng)場無人化作業(yè)提供了工作環(huán)境保障。

②  作業(yè)裝備系統(tǒng)

作業(yè)裝備系統(tǒng)是無人農(nóng)場生產(chǎn)和管理過程中使用的設備和裝置的統(tǒng)稱，根據(jù)作業(yè)任務特點分為固定裝備和移動裝備，是無人農(nóng)場的核心組成部分。

③  測控系統(tǒng)

測控系統(tǒng)為無人農(nóng)場建立了數(shù)據(jù)服務平臺，提供了數(shù)據(jù)支撐，完成了智能裝備與機器人的智能控制，從而實現(xiàn)了種養(yǎng)對象的精準生產(chǎn)管理。

④  管控云平臺

無人農(nóng)場云平臺系統(tǒng)能夠進行無人農(nóng)場各種信息和數(shù)據(jù)的存儲、學習，數(shù)據(jù)處理、推理、決策的云端計算，以及有效信息的挖掘和各種作業(yè)指令、命令的下達，并建立可視化模型，是無人農(nóng)場的神經(jīng)中樞。

以下，35斗將對國外無人農(nóng)場相關公司做一個盤點，并簡要涉及國內(nèi)相關公司。

無人大田種植是最早提出的無人農(nóng)場概念類型，在英國哈珀亞當斯農(nóng)業(yè)大學產(chǎn)生的世界第一家無人農(nóng)場的類型就是大田種植。這一領域因為起步較早、難度小，所以發(fā)展較為成熟

約翰迪爾（John Deere）：一家農(nóng)業(yè)、建筑、森林機械設備和柴油引擎設備等使用的品牌，業(yè)務橫跨全球所有農(nóng)林地。產(chǎn)品包括農(nóng)業(yè)機械、工程機械、林業(yè)機械等。

凱斯紐荷蘭（CNH Industrial）：是一家在農(nóng)業(yè)機械和建筑機械行業(yè)運營的全球性公司，CNH業(yè)務范圍包括綜合工程、制造、在五大洲進行營銷和設備分銷等。其業(yè)務主要集中在三個業(yè)務部門：農(nóng)業(yè)機械、建筑機械和金融服務。

久保田（Kubota）：主要經(jīng)營產(chǎn)業(yè)機械（農(nóng)業(yè)機械、建筑機械等）、基礎設施建設等。久保田集團是日本最大的農(nóng)業(yè)機械制造商，長期以來在“水”、“土”、“環(huán)境”這些與人類生活和文化息息相關的領域中，不斷地開發(fā)符合時代要求的先進技術和產(chǎn)品。

圖源：John Deere官網(wǎng)

我國的大田種植自動化農(nóng)機裝備近年來在裝備質(zhì)量、機具種類、智能化水平上發(fā)展升級速度加快，但在技術創(chuàng)新、制造水平和產(chǎn)品可靠性等方面仍與發(fā)達國家有一定差距。

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的資料顯示，近年來，我國大田種植領域，“東方紅”無人駕駛拖拉機、“谷神”無人駕駛聯(lián)合收割機已經(jīng)實現(xiàn)了收割機和運糧車的主從導航無人駕駛；“豐疆”高速無人駕駛插秧機實現(xiàn)了水田原地掉頭對行、秧盤自動提升等功能，在多地投入水稻插秧生產(chǎn)實踐。黑龍江、新疆、江蘇、山東等多個糧棉主產(chǎn)省份相繼展開全過程無人化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐。

無人機是一項創(chuàng)新技術，經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，它已經(jīng)對社會生活的方方面面產(chǎn)生了深遠影響，農(nóng)業(yè)也不例外。研究人員、農(nóng)業(yè)工作者正在利用這一先進的工具來推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

高科技無人機作為一種農(nóng)業(yè)管理的工具，擁有作物監(jiān)測、牲畜管理、灌溉控制、測繪制圖等功能。它利用實時數(shù)據(jù)，可以幫助工作者完成費時費力的任務，做出正確的決策，能有效提高作物產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，并節(jié)省大量的時間和成本。

Precisionhawk：是一家利用無人機提供空中路徑計算及數(shù)據(jù)評估解決方案的初創(chuàng)企業(yè)。其由無人機、飛行實時監(jiān)控、人工智能系統(tǒng)組成的 Lancaster 平臺搭載了嵌入式的 Linux 操作系統(tǒng)，配置了 WiFi、以太網(wǎng)、藍牙、USB 等接口，以及可選的視覺、多光譜、熱紅外、激光雷達等種類豐富的傳感器和攝像機，可以進行各種土地勘測任務，而且還能實時收集并存儲數(shù)據(jù)，并在事后進行分析，為農(nóng)業(yè)、保險、環(huán)境保護等領域的客戶提供服務。

Sentera：主要研發(fā)用于精準農(nóng)業(yè)的無人機、傳感器和軟件。2019年1月，Sentera推出了Double 4K傳感器，它可以將實時NDVI視頻直接傳輸?shù)揭苿釉O備。5月，Sentera推出了用于AgVault的NDVI工具箱，用于處理所有航空顏色。

Resson：通過實時的作物管理預測分析，幫助各種類型和規(guī)模的農(nóng)業(yè)公司、農(nóng)技服務供應商和個體種植戶提升生產(chǎn)力和利潤。Resson農(nóng)業(yè)管理和分析系統(tǒng)集成大型基于云數(shù)據(jù)的分析以及與傳感融合的機器人平臺，可分析作物狀態(tài)和健康，為種植者提供優(yōu)化農(nóng)事操作的信息。

農(nóng)業(yè)無人機的應用（圖源:Parrot官網(wǎng)）

在我國部分地區(qū)，無人機已經(jīng)成為新農(nóng)人的標配，以普及率非常高的黑龍江建三江地區(qū)為例，90%的水稻都使用過農(nóng)業(yè)無人機飛防服務。 

蔬菜和水果的收獲是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈中勞動強度較大、時效性要求較高的部分，隨著種植規(guī)模的增長，其工作成本正在不斷提高。

采摘機器人是一種針對蔬菜和水果，具備自主作業(yè)能力并且可以通過編程來適應不同的工作環(huán)境的自動收獲系統(tǒng)。它集成了橫跨幾個學科的知識，包括機械結構、視覺成像、運動學、傳感器技術、控制技術和計算信息處理等。

Robotics Plus：專注于為園藝和其他初級產(chǎn)業(yè)開發(fā)機械化、自動化、機器人和傳感器 (MARS) 技術。采用先進的基于計算機的設計、嵌入式控制系統(tǒng)和現(xiàn)代制造工藝，采用現(xiàn)代技術方法實現(xiàn)自動化，開發(fā)多項世界領先的技術，并提供跨一系列工程學科的高效解決方案。Robotics Plus正在將其新的機器人蘋果包裝機投入商業(yè)生產(chǎn)。

Tevel：一個機器人公司，開發(fā)了一組無人機，用于在果園中執(zhí)行采摘、疏枝和修剪任務。其空中方案為農(nóng)民提供了一個全面的采摘方案。

農(nóng)場管理系統(tǒng)/數(shù)據(jù)分析決策（圖源：Slantrange 官網(wǎng)）

該系統(tǒng)為農(nóng)場提供了利潤最大化的農(nóng)作物最優(yōu)種植模型，使資源達到最大效用，改變了農(nóng)場傳統(tǒng)管理模式，由手工管理轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒芾恚蟠筇岣吡宿r(nóng)場工作效率和科學管理決策水平。

AGERpoint：致力于通過高效的數(shù)據(jù)收集技術和直觀的監(jiān)控軟件，為果樹種植者提供精準農(nóng)業(yè)解決方案，其主要產(chǎn)品是農(nóng)業(yè)用GML100激光雷達。該公司在收集果樹生長過程中的外形數(shù)據(jù)的同時，提供不同使用場景的數(shù)據(jù)分析軟件，上述數(shù)據(jù)還可作為當?shù)胤N植戶申請保險和賠償?shù)闹匾罁?jù)。

Mavrx：旨在將農(nóng)業(yè)發(fā)展同大數(shù)據(jù)關聯(lián)起來，促進農(nóng)作物產(chǎn)量的提高和土地管理。公司為農(nóng)業(yè)種植者提供基于圖像的空間分析平臺，利用無人機、飛機和衛(wèi)星等采集圖像，進行數(shù)據(jù)分析，為農(nóng)戶提供切實可行的見解，幫助種植者實現(xiàn)產(chǎn)量最大化和成本最低化。

Skycision：利用先進的計算機視覺和機器學習技術，分析無人機收集的圖像并提供可操作的見解，從而幫助種植者提高作物產(chǎn)量，節(jié)省成本和時間。

Cainthus：是一家專注于機器視覺的公司，他們將視覺信息轉(zhuǎn)化為可操作的數(shù)據(jù)。雖然其技術具有廣泛的應用潛力，但Cainthus目前的重點關注領域是農(nóng)業(yè)，他們希望通過提供數(shù)據(jù)驅(qū)動的解決方案，提高糧食生產(chǎn)率和土地利用率，同時實現(xiàn)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。

無人農(nóng)場不僅可以使農(nóng)場生產(chǎn)更加高效和專業(yè)化，也對我們面臨的環(huán)境污染問題大有助益，因為無人化農(nóng)業(yè)能降低肥料和殺蟲劑的使用，減少水資源浪費和溫室氣體排放。

無人化農(nóng)業(yè)仍面臨很多困難（圖源：Slantrange官網(wǎng)）

首先，科技是否能夠與無人農(nóng)業(yè)兼容。無人農(nóng)場要求信息數(shù)字化，實時的、連續(xù)的和高度可靠的數(shù)據(jù)采集。然而用于農(nóng)業(yè)的實時在線傳感系統(tǒng)并不可靠，而且在復雜情況下，有些傳感器的長期穩(wěn)定性和可靠性不夠。

其次，大數(shù)據(jù)技術在無人農(nóng)場的實際應用中仍然存在很多問題。第一，作為農(nóng)業(yè)一線從業(yè)者的農(nóng)民，他們是一群有豐富的地方性知識的從業(yè)者，但對他們而言，搭上這輛高科技的快車需要很大的成本。其二，目前大數(shù)據(jù)信息的收集和使用并不透明，除非農(nóng)民知道數(shù)據(jù)的用途，否則他們不會愿意分享自己所掌握的信息。其三，大數(shù)據(jù)帶來的利益并不能被公平的分攤到從業(yè)者那里。在這方面，政府需要建立一個中間監(jiān)管機制，負責數(shù)據(jù)共享和儲存、數(shù)據(jù)透明使用、數(shù)據(jù)收益分配等。

第三，如何實現(xiàn)向無人農(nóng)場的平穩(wěn)過渡也是一個很重要的問題。從業(yè)者因化肥、飼料、農(nóng)藥的需求減少而被裁員，農(nóng)民因不必耕種土地而造成勞動力過剩。新的行業(yè)模式的興起總會伴隨著陣痛期，但作為主動參與變革的人，應該盡量讓這場變革所波及到的人的損失最小化。在無人農(nóng)場向最高形態(tài)的過渡仍然需要一些時間，但可以預見的是，農(nóng)民的數(shù)量將會越來越少。在這一緩慢的變化過程中，人們可以做得更多，例如政府需要增強對農(nóng)民的培訓，幫助農(nóng)民學習更多技能，平穩(wěn)的向無人化農(nóng)業(yè)時代過渡。

最后，無人農(nóng)場所需的先進設備成本很高，這是發(fā)展中國家遇到的一個最大的障礙。在這一方面，政府可以增加設備補貼和科研經(jīng)費，研究者可以在降低成本方面做一些深入研究，而農(nóng)民們可以優(yōu)先使用最急需的設備，比如農(nóng)場收割機。

在未來，解決這些問題將成為對無人農(nóng)場的發(fā)展至關重要的事情，而這需要政府、研究者、農(nóng)民和企業(yè)家們的共同努力。

目前，無人農(nóng)場仍處于初級階段。隨著科學技術、智能化裝備和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們預測，在2050年到2070年間，將出現(xiàn)有著獨立規(guī)劃、決策和管理能力的無人農(nóng)場。

農(nóng)業(yè)代表著最先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，可以極大提高勞動生產(chǎn)率，提高資源利用率和單位土地產(chǎn)出率，將實現(xiàn)農(nóng)業(yè)勞動力的徹底解放，是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

全球農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)業(yè)在技術創(chuàng)新、貿(mào)易環(huán)境變化、競爭要素轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下正迎來劇變，原有成功經(jīng)驗被證偽、新模式新渠道快速崛起，急需從底層技術、行業(yè)應用、產(chǎn)業(yè)集群的視角總結全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢，厘清行業(yè)面臨的關鍵挑戰(zhàn)，清晰刻畫行業(yè)格局和競爭象限。

未來農(nóng)業(yè)蘊藏在一片神秘之中。于此，IFAE 2021國際未來農(nóng)業(yè)食品博覽會應運而生，將于2021年12月3-5日精彩亮相江蘇白馬！

IFAE 2021 將是一場聚焦全球前沿技術的博覽會，看數(shù)字化技術集群、生命科學技術集群、新材料及智能制造技術集群如何革新農(nóng)業(yè)；IFAE 2021將是一場關注中國應用的博覽會，尋找適宜中國的特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化路徑；IFAE 2021將是一場連接農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的博覽會，從技術到應用，從產(chǎn)品到渠道，從農(nóng)田到餐桌，挖掘全產(chǎn)業(yè)鏈價值增量。

參考資料：

1.李道亮，李震《無人農(nóng)場系統(tǒng)分析與發(fā)展展望》，2020年7月

2.中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《國內(nèi)外無人化農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況》，2020年7月

3.《From Smart Farming towards Unmanned Farms :A New Mode Of Agricultural Production》（https://www./2077-0472/11/2/145）， 2021年2月